高地应力隧道施工技术-
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在隧道工程中,软岩地层的变形和收敛一直是一个令人头疼的问题。
尤其是在高地应力地区,软岩隧道的大变形段径向收敛控制措施更加重要。
本文将从技术措施、监测手段和管理方法等方面探讨高地应力隧道软岩大变形段径向收敛的控制措施。
1. 技术措施在软岩地层的隧道施工中,为了控制大变形段径向收敛,可以采取以下技术措施:- 合理的支护结构:选择合适的支护结构对软岩地层进行支护,比如钢架加混凝土梁、喷锚网、锚喷等,以增加地层的稳定性和承载能力,减少变形和收敛。
- 合理的巷道布置:通过合理的巷道布置,使得地层受力均匀,减小高地应力对软岩地层的影响,从而减少变形和收敛的发生。
- 降低开挖面积:通过减小开挖面积和采用分段开挖的方式,减少软岩地层的受力范围,减小地层变形和收敛的情况。
2. 监测手段在施工过程中,为了及时发现软岩地层的变形和收敛情况,可以采用以下监测手段:- 地下水位监测:通过监测地下水位的变化,及时了解软岩地层的湿度情况,从而判断软岩地层的稳定性和变形状况。
- 地表位移监测:采用地表位移监测仪器,对隧道周边地表位移进行实时监测,及时发现软岩地层的变形和收敛情况。
- 支护结构变形监测:通过监测支护结构的变形情况,及时了解支护结构的承载能力和软岩地层的变形情况,为及时采取补救措施提供数据支持。
3. 管理方法在施工管理方面,要加强对软岩地层大变形段径向收敛的管理,可以采用以下管理方法:- 强化监理管理:加强监理单位对软岩地层变形和收敛的监管,及时发现问题并提出解决方案,确保隧道施工的安全和顺利进行。
- 强化施工队伍管理:加强施工队伍对软岩地层变形和收敛的认识和管理,提高施工人员的安全意识和质量管理水平,确保施工质量和隧道安全。
- 强化应急预案管理:建立完善的软岩地层大变形段径向收敛的应急预案,规范应急处理流程,确保在发生问题时能够迅速采取有效措施,保障施工安全。
高地应力隧道软岩大变形段径向收敛控制措施包括技术措施、监测手段和管理方法三个方面。
如意隧道高地应力大变形控制关键技术摘要:如意隧道地处黄龙山中低山区,地势总体自东向西倾斜,洞身主要为水平砂、泥岩互层,施工中受高地应力影响,初期支护结构发生严重破坏、变形。
现场通过围岩变形、应力值监测设,设计新型初期支护结构、调整施工工法,达到初期支护结构一次成型且不受变形破坏。
关键词:高地应力、水平岩层、施工工法、变形监测、应力监测、新型初期支护结构0引言如意隧道隧址区地形复杂,地层以水平状砂岩、泥岩互层为主,处于铜川~韩城隆起,为一北倾的复单斜构造。
隧区构造发育、构造活动相对较弱,隧道处于边坡山体内,局部有应力集中现象。
隧道穿越高地应力区过程中,出现初支结构破坏,即使采取加固措施后依然发生破坏,破坏形态呈初期变形速度快、后期缓、持续时间长,总变形量大、破坏范围广等特点。
为控制高地应力造成的病害,现场通过围岩变形、应力值监测设,设计新型初期支护结构、调整施工工法,达到初期支护结构一次成型,简单、高效完成了高地应力软岩大变形段施工。
1 工程概况如意隧道位于陕西延安市宜川县境内,隧道起讫里程为DK466+579.92.7~DK478+500,全长11920.08m。
隧道通过区最大埋深691.3m,隧址区构造较发育,构造活动相对较弱,隧道处在边坡山体内,局部应力集中现象。
施工开挖揭示掌子面上部为泥岩、红褐色、水平层状构造,节理裂隙较发育,岩体较破碎,掌子面下部为砂岩、青灰色、水平层状构造,节理裂隙发育,岩体破碎,呈大块状镶嵌结构,开挖后掌子面易发生掉块。
2 高地应力发育情况2.1高地应力表观现象2017年6月2日现场发现DK476+720~DK476+698段(22m)初支出现起皮现象。
2017年6月7日19:00左右值班人员听到隧道内发生异响(声音犹如隧道放炮),并伴随有掌子面岩石掉块,发现DK476+698~DK476+577(121m)段拱部出现开裂、掉块且暴露格栅钢架明显变形。
其中DK476+600~DK476+577(23m)段拱部初支混凝土开裂、掉块且暴露的格栅钢架扭曲。
高地应力软岩大变形隧道施工技术摘要:根据国内外隧道施工的实践总结,在一定高地应力条件下的软弱围岩,在施工过程中发生大变形现象,是必然的。
目前对于围岩大变形的控制研究主要集中于地质情况较差地段的施工工艺和支护方法上。
对于围岩大变形比较轻微的情况,可以在一定程度上增大支护体的刚度或者强度,增大隧道预留的变形位移,同时及时地施工二衬以承担荷载,这样可以达到预防和控制围岩大变形的发生与发展。
因此,本文对高地应力软岩大变形隧道施工技术进行简要的分析,希望可以为相关人提供参考。
关键词:高地应力;软岩大变形;隧道施工技术1木寨岭隧道工程概况木寨岭隧道位于甘肃省定西市漳县和岷县交界处,为双洞单线分离式特长隧道,全长19.02km,洞身地质条件非常复杂,隧道洞身共发育11个断裂带,穿过3个背斜及2个向斜构造,属高地应力区,极易变形。
隧道洞身穿越的板岩及炭质板岩区,占全隧的46.53%,总计各类软岩段长约16.1km,占隧道长度84.47%,极易发生围岩滑坍,施工难度很高。
2木寨岭隧道围岩及变形情况2.1开挖揭示围岩情况大部分围岩开挖揭示地层岩性为二叠系板岩夹炭质板岩,围岩受地质构造影响严重,节理极发育,岩体极破碎,层间结合差,整体稳定性差。
2.2变形情况受围岩地质的影响,自隧道施工至F14-1断层带时围岩极其破碎,现场每循环开挖进尺不大于0.7m,采用人工进行开挖,1d只能施作1循环;当初期支护完成后经常出现喷射混凝土开裂、掉块、拱架扭曲变形等情况,量测数据显示拱顶下沉速率平均能达到90mm/d,累计平均能达到800mm,收敛速率平均能达到160mm/d,单侧收敛累计值能达到1800mm;当二次衬砌施作后,部分地方还出现开裂、甚至出现砼脱落、钢筋扭曲等现象。
3高地应力释放设计理念根据“先柔后刚、先放后抗”的指导思想,我们必须要将围岩本身蕴藏的高地应力进行释放,可怎么释放,释放到何种程度,是关键所在。
目前有2种理论的施工,国内外都获得了比较成功的案例,一种是先行释放理论,意思就是采用先行导坑法释放部分围岩应力,释放稳定后扩挖成型,进行抵抗;另外一种就是边放边抗理论,意思就是预留适当预留变形量,让围岩应力得到相应释放,但在释放一定程度时,即预留变形量可控范围之内,开始加强支护,抵抗剩余围岩应力,使支护结构趋于平衡。
川藏铁路高地应力软岩大变形隧道施工方法分析吴军国,高飞(中铁四局集团第二工程有限公司,江苏苏州215000)作者简介:吴军国(1979$),男,湖南衡阳人,毕-于北京交通大铁道工程本科,,高级工程师;专—方向:1下工程施工。
;册嗥»:酣:中图分类号:U455.4文献标识码:A文章编号:(007-7359(202/)03-0140-06DOI:10.16330/ki.1007-7359.2021.03.069!引言川藏铁路是国家"十三五”重大建设项目计划中的重中之重,是西藏自治区对外运输通道的重要组成部分,是引导产业布局、促进沿线国土开发、整合旅游资源的黄金通道。
规划建设川藏铁路对西藏、四川乃至中国西部经济社会发展具有重大而深远的意义。
川藏铁路雅安至林芝段地貌形态主要受青藏高原地貌隆升的影响,总体地势西高东低。
为我国地势第二梯度的四川盆地过渡到第三梯度的青藏高原,地势急剧隆升抬起,为典型的“V”形高山峡谷地貌,具有“三高、两强”的典型地质特征,表现为:高烈度地震、高地应力、高地温,强烈发育多样化地质灾害、强烈发育深大断裂,造就了川藏铁路极为复杂的宏观地质环境。
高地应力软岩大变形隧摘要:文章依托川藏铁路项0%1应力软5大789道工程,通过对川藏铁路沿线1质条件分析,结合川藏铁路施工JK及软5大78EM管理研Q。
对9道不同等级高1应力软5大78段采取YZ预留78量、长'锚杆相结H、多层支护体系、早高强喷射混凝土、衬rs后设置消能缓冲层等措施综,对类似工程施工具有一定的借鉴意义。
关键词:川藏铁路;高1应力;软5大78;施工技术道通常具有围岩变形量大、变形速率高、变形持续时间长等特点,部分地段甚至出现初支变形破坏、钢架扭曲、侵限拆换等现象,给设计和施工带来极大的困难。
隧道施工中高地应力作用下软岩大变形段的安全、快速、有效治理,一直被誉为“世界性难题”,是决定川藏线建设成败的关键因素。
复杂地质条件下的隧道施工技术在现代交通基础设施建设中,隧道工程扮演着至关重要的角色。
然而,当面临复杂地质条件时,隧道施工面临着诸多严峻的挑战。
复杂地质条件包括但不限于软弱围岩、断层破碎带、岩溶地质、高地应力、富水地层等,这些因素极大地增加了施工的难度和风险。
为了确保隧道工程的安全、质量和进度,必须采用一系列先进、科学的施工技术。
软弱围岩是隧道施工中常见的复杂地质情况之一。
在这种条件下,围岩的自稳能力差,容易发生变形和坍塌。
为了应对这一问题,通常会采用超前支护技术,如超前小导管、超前管棚等,预先对围岩进行加固,提高其稳定性。
同时,在开挖过程中,应遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”的原则,尽量减少对围岩的扰动。
采用台阶法、环形开挖预留核心土法等较为稳妥的开挖方法,能够有效地控制围岩的变形。
断层破碎带是另一个让施工人员头疼的问题。
断层带内岩石破碎,裂隙发育,岩体强度低,且常常伴有地下水的涌出。
在穿越断层破碎带时,首先需要进行详细的地质勘察,准确掌握断层的位置、规模和性质。
施工中,可以采用超前地质预报技术,如地质雷达、TSP 等,提前探测前方的地质情况,为施工提供依据。
对于断层破碎带的处理,一般采用注浆加固的方法,将破碎的岩体固结起来,提高其整体性和强度。
在开挖时,要严格控制开挖进尺,加强支护措施,如采用钢拱架、锚网喷联合支护等,确保施工安全。
岩溶地质也是隧道施工中不可忽视的复杂情况。
岩溶地区可能存在溶洞、溶腔、暗河等,给施工带来很大的不确定性。
在施工前,要进行充分的岩溶探测,了解岩溶的分布和发育情况。
对于规模较小的溶洞,可以采用回填、跨越等方法处理;对于规模较大的溶洞或暗河,需要采取特殊的处理措施,如架桥、改道等。
在施工过程中,要加强对地下水的监测和处理,防止突水、突泥等事故的发生。
高地应力条件下,隧道围岩容易产生岩爆等现象。
为了降低岩爆的危害,一方面可以通过优化开挖方法和支护参数,改善围岩的受力状态;另一方面,可以采取喷水、钻孔卸压等措施,释放围岩内部的应力。
深埋隧道高(极高)地应力地段岩爆施工工法深埋隧道高(极高)地应力地段岩爆施工工法一、前言随着交通和城市发展的需求,越来越多的隧道项目需要在高地应力地段进行施工。
然而,高地应力地段常常存在岩石破裂和岩爆等问题,给施工带来了极大的挑战。
为了解决这些问题,深埋隧道高(极高)地应力地段岩爆施工工法应运而生。
二、工法特点该工法的特点是在施工过程中充分考虑了岩层应力状态和环境条件,并通过一系列技术措施降低了岩爆风险。
主要包括预防性措施、保护性措施和治理性措施。
三、适应范围该工法适用于高地应力地段的深埋隧道工程,特别是在岩石容易破裂和岩爆风险较高的情况下。
它能够减少事故发生风险,提高施工的安全性和效率。
四、工艺原理该工法的核心原理是通过合理的施工工艺和技术措施,提前预判和控制岩爆风险。
首先,通过地质勘察和地应力测试等手段,获取地下岩层的应力状态和裂隙特征。
然后,在施工工法中采取钻孔放炮、切割爆破、装药密度控制等方式,进行施工过程中的岩爆控制。
最后,在开挖和支护过程中,采取合理的支护结构和材料,确保隧道的稳定性和安全性。
五、施工工艺施工工艺可以分为预处理、钻孔放炮、爆破、开挖和支护等阶段。
在预处理阶段,根据地质条件和隧道要求,进行地质勘察和地应力测试,并制定施工方案。
在钻孔放炮和爆破阶段,根据地下岩层的应力和裂隙情况,进行合理的钻孔和装药设计,并控制爆破过程中的能量释放。
在开挖阶段,根据隧道断面的要求,采用适当的机械设备进行开挖。
在支护阶段,根据地下岩层的稳定性和工程要求,选择合适的支护结构和材料进行施工。
六、劳动组织施工期间,需要合理组织劳动力,根据施工进度和任务量,制定合理的人员配置和工作计划,确保施工的连贯性和高效性。
同时,需要加强对施工人员的技术培训和安全教育,提高他们的技能水平和安全意识。
七、机具设备为了实施该工法,需要使用一系列的机具设备。
包括钻孔机、装载机、爆破器材、隧道切割机等。
这些设备应具备高效、安全、稳定的性能,以满足施工的要求。
高地应力软岩大变形隧道施工技术阐述发表时间:2019-06-18T10:19:19.603Z 来源:《中国建筑知识仓库》2019年01期作者:卫永强[导读] 摘要:岷县隧道线路施工过程中,在高地应力软岩地质的影响下,在进行初期支护的过程中,多处地区出现大的变形,并且破坏极为严重。
所以,为了保证施工的顺利和安全,采取了先柔后刚、先放后抗、多重支护、提高二次衬砌刚度和超短台阶开挖等有效措施,不仅有效的控制了围岩大变形的情况,而且保证了项目运行的安全性和有效性。
借此,本文就岷县隧道线路的工程概况及大变形问题进行了解,并且采取必要的措施进行大变形的控制。
引言在近些年发展的过程中,我国道路建设实现了高速式的发展,并且对于道路建设标准越来越高,尤其是对于一些地形地貌相对复杂的地区,如隧道区域的长度、隧道深埋度、地质条件复杂度等等。
所以,本文就穿越高地应力区且地质复杂的软弱围岩的岷县隧道线路软岩大变形问题及采取的有效施工技术进行研究和分析,希望能够为后续隧道施工提供理论方面的意见或建议。
一、工程概述1.1隧道概况岷县隧道线路近南北走向下穿岷山,整个隧道建设采用了分离式的设计,洞身最大埋深约286.9m,其中,左线是ZK234+610~ZK237+400,全长2790m;右线是K234+570~K237+418,全长2848m。
在进口段区域,采用了削竹式洞门,在出口段区域,采用了端墙式洞门,隧道整体是全射流风机纵向通风,并且隧道内设置了完善的照明、消防和监控系统。
在本次调研的标段中,主要是对岷县隧道线路的隧道出口段进行研究,该标段位于洮河北岸谷坡上,洞线与坡面基本垂直,围岩主要由强风化炭质板岩、中风化炭质板岩组成,遇水变形大,采用环形开挖留核心土进洞。
其中,左洞是ZK236+600~ZK237+400(800m),其中明洞20m,右洞是K236+600~K237+418(818m),其中明洞6m。
1.2技术标准岷县隧道线路为一级公路,隧道设计是以80km/h速度为准;隧道主洞建筑以净宽10.25m,净高5.0m为限界;紧急停车带建筑以净宽13.0m,净高5.0m为限界;隧道车行横洞建筑以净宽4.5m,净高5.0m为限界;隧道行人横洞建筑以净宽2.0m,净高2.5m为限界;公路I级的荷载能力;隧道二衬抗渗等级≥P8;右线纵坡为-0.7%,左线纵坡为-0.704%。
高地应力软岩大变形隧道施工技术浅析发布时间:2021-06-22T09:47:55.893Z 来源:《基层建设》2021年第8期作者:王亚鹏[导读] 摘要:成兰铁路于2011年3月开工建设,线路起于成都,向北延伸连接兰渝铁路哈达铺站,是川西高原上修建的第一条铁路,位于绵阳高川的跃龙门隧道左、右线全长40023米,穿越我国著名的龙门山地震活动带和龙门山褶皱断裂带,隧道埋深大,岩体为极其破碎的碳质千枚岩、碳质板岩等,80%为高应力-节理化(HJ)复合型软岩,围岩强度应力比0.10~0.25,有极强崩解性、分散性、流变性、易扰动性、可塑性,局部地段围北京铁城建设监理有限责任公司北京 100855摘要:成兰铁路于2011年3月开工建设,线路起于成都,向北延伸连接兰渝铁路哈达铺站,是川西高原上修建的第一条铁路,位于绵阳高川的跃龙门隧道左、右线全长40023米,穿越我国著名的龙门山地震活动带和龙门山褶皱断裂带,隧道埋深大,岩体为极其破碎的碳质千枚岩、碳质板岩等,80%为高应力-节理化(HJ)复合型软岩,围岩强度应力比0.10~0.25,有极强崩解性、分散性、流变性、易扰动性、可塑性,局部地段围岩手捏成粉,隧道不良地质复杂多变,主要有高地应力、高地温、岩爆、断层破碎带、高瓦斯及硫化氢有害气体、岩溶富水、下穿河道等,同时隧道外部环境受汶川地震影响,危岩、落石、崩塌、山体滑坡及泥石流等地质灾害频发,洞内多处出现严重大变形,施工中采取超前预报与超前支护措施,快挖、快支、快锚、快封、快成环,让初支结构及时承载,减小高地应力环境和不良地质条件下初支变形风险。
关键词:高地应力;软弱围岩;大变形;施工技术1引言在建成兰铁路成都至川主寺试验段(简称“成川段”)位于四川省境内,全长275.8km,是汶川大地震灾后重建项目,是我国又一条海拔3000米以上的高原铁路,平原标以路基、桥梁为主,隧道标以长大隧道群为主,线路进入龙门山山脉后首座隧道跃龙门隧道在施工中遇到各类软岩大变形,工程地质呈现出典型的“四极三高”特征,即:地形切割极为强烈、构造条件极为复杂活跃、岩性条件极为软弱破碎、汶川地震效应极为显著;高地壳应力、高地震烈度和高地质灾害风险叠加,不良地质恶化,截止2021年4月开挖统计隧道范围内软岩大变形段落占比46.6%,工程建设难度好比“冻豆腐”上修青藏铁路、“软豆腐”上修宜万铁路,说在“烂豆腐”上修成兰铁路也不为过。
超深埋隧道高地应力岩爆地段施工技术摘要:总结泥巴山特长公路隧道岩爆段施工经验,介绍了在隧道高地应力地段的岩爆处治施工技术,通过对岩爆发生和发展规律的分析,对岩爆烈度进行预测,并从“防”岩爆及“治”岩爆的角度,确定合理的“防”、“治”措施。
将岩爆对施工生产所带来的损害降至最低,解决了深埋特长公路隧道高地应力岩爆应对难题,扩展、丰富了隧道施工领域,为今后类似工程提供参考。
关键词:深埋高地应力隧道岩爆施工技术1 概述国际社会对岩爆的研究由来已久,各国在岩爆的类型、产生原因、烈度等级、岩爆的工程问题的预测及治理等方面的研究屡创新高。
复杂多变的岩体性质和工程地质条件,为岩爆研究带来了诸多不变,对岩爆的预测预防方法还很不完善。
岩爆问题是一种具有实际工程背景的岩石力学问题,因此可以说,岩爆工程的研究是岩爆研究的另一个主要方面。
在工程建设中,工程研究方法主要集中在岩爆类型及烈度等级研究、岩爆的预报预测研究和岩爆防治的工程措施等几个方面。
2 工程概况新建雅泸高速公路为国高网北京至昆明高速公路(g5)在四川省境内的重要路段,雅泸路全线控制性泥巴山特长隧道位于四川省汉源县境内,为双线分离式隧道,设计车速80km/h。
隧道左线全长9962m,右线全长10007m,单口掘进5130m,为目前国内单口掘进长度最长的隧道,隧道最大埋深1648m,为国内之最。
隧道地质情况极其复杂多变,隧道深埋段极易产生高(极高)地应力,继而引发岩爆地质灾害,对施工人员及生产带来极大的安全隐患。
文章中介绍的岩爆段施工技术,有效加快了施工进度,减少了资源浪费,降低了安全隐患。
3 施工技术3.1 技术原理。
现阶段,大部分施工单位主要通过弱化围岩或改善围岩应力条件来防治岩爆。
本文将借助医学理论具体探析“防、治”岩爆的方法。
“防”岩爆的方法主要有:采用短台阶、超前小导洞开挖法;施工爆破中优化爆破设计;隧道掌子面和洞壁喷水或钻孔注水;提前释放高地应力;喷射钢纤维混凝土等施工方法。
高地应力软岩大变形隧道施工技术措施软岩大变形是指在高地应力环境下,隧道开挖后围岩发生侧鼓、底鼓等严重挤压变形,挤压变形量超出常规围岩变形量的现象,是围岩柔性破坏时应变能很快释放造成的一种动力失稳现象。
1.工程概况某隧道为铁路单线隧道,隧址区内新构造运动强烈,活动断裂发育,存在构造应力相对集中的地质环境条件,局部埋深较大的隧道可能遭遇高地应力工程环境,特别是隧道埋深过大时,板岩、千枚岩等软质围岩可能发生软岩大变形;局部构造应力强烈的区域,破碎的硬质岩也可能出现大变形现象。
沿线易发生软岩大变形的地层主要为三叠系、泥盆系及志留系千枚岩、板岩地层.该隧道埋深大、软质岩发育地段,以Ⅰ级及Ⅱ级软岩大变形为主。
隧道在DK28+888~DK36+415段主要为绿泥片岩及片岩,层厚普遍小于3cm,属极薄层~中薄层,灰绿色为主,矿物成分以绿泥石、云母、石英为主,变晶结构,薄片状构造为主,岩质软弱,节理裂隙发育,岩体破碎,部分段落呈中厚层状构造,岩体较破碎,该段落富水程度中等,绿泥片岩浸水后强度急剧降低。
其中DK29+765~DK36+415段具轻微~中等的变形潜势。
2.软岩大变形段的基本特性(1)变形量大:变形量远超常规预留变形量。
(2)初期支护变形速度快:隧道变形量测开始阶段,变形速率快,最大变形速率时间一般发生在边墙下台阶落底至仰拱闭合成环前。
(3)变形持续时间长:大变形区段变形时间从开挖至衬砌浇筑前,一般30d 或更长。
(4)施工难度大,安全风险高:开裂变形持续不断,易发生大面积失稳坍塌,处置塌方难度大。
3. 软岩大变形段的施工情况软岩大变形表现形式多样,主要表现在边墙挤压纵向变形开裂,拱顶下沉环向变形开裂,钢架凸起变形、扭曲,边墙变形侵限拆换拱,初支喷射混凝土鼓包掉块,隧底初支受力鼓起,掌子面岩石崩解滑坍,应力集中部位明显开裂掉块,局部二衬开裂等现象。
4. 软岩大变形控制技术措施及施工技术从主动加固围岩,发挥围岩自承能力,控制围岩塑性区发展出发,提出高地应力软岩隧道大变形主动控制技术要点为“加深地质、主动控制、强化锚杆、工法配套、优化工艺”二十字方针。